Что такое удельный вес
Удельным весом называют плотность, умноженную на ускорение свободного падения (силу тяжести) или отношение веса тела к его объёму. Путать его с плотностью недопустимо. Однако часто это происходит из-за смешения понятий массы и веса. Вес тела, а следовательно и удельный вес, изменяется в зависимости от силы тяжести. Он не является постоянной величиной. В зависимости от места, где находится предмет, он имеет разные значения. Эта физическая величина будет разной даже в разных точках Земли. Ускорение свободного падения на экваторе больше, чем на полюсах. Масса и плотность постоянны.
К примеру, можно вычислить удельный вес серебра. На Земле эта величина будет составлять 10500 кг/м³ (плотность чистого металла). Умножив на 9,81м/с2 (сила тяжести), можно получить 103005 Н/м³. А на Луне 10500 кг/м³ умножается на 1,62м/с2 (сила тяжести на Луне). Результат уже другой — 17,01Н/м³. В кабине корабля, вращающегося вокруг Земли — невесомость, ускорение равно нулю. Следовательно, и вес любого материала здесь ноль.
Все значения будут разными. Самое большое значение будет в первом случае, потому что на Земле ускорение свободного падения имеет самое большое значение. В невесомости вещь не весит ничего. Плотность одного и того же материала в любом месте будет одинаковой. Она является константой.
Для того, чтобы составить таблицы удельного веса металлов на различных планетах (или в других условиях), необходимо знать ускорение свободного падения и плотность.
ПРАВИЛА ПРИЕМКИ
3.1. Прутки и трубы принимают партиями. Партия должна состоять из прутков и труб одной марки сплава, одного типоразмера и должна быть оформлена одним документом о качестве, содержащим:
товарный знак или наименование и товарный знак предприятия-изготовителя;
условное обозначение прутков или труб;
номер партии;
массу партии;
марку сплава;
размер и количество прутков или труб;
результаты механических испытаний и химического анализа (по требованию потребителя);
обозначение настоящего стандарта.
3.2. Для проверки механических свойств и контроля химического состава отбирают не менее двух прутков или труб от партии.
На предприятии-изготовителе допускается проводить проверку химического состава на пробах, взятых от расплавленного металла.
3.3. Контролю качества наружной и внутренней поверхностей и качества металла по сечению подвергают каждый полуфабрикат (пруток, трубу).
3.4. Для контроля размеров от партии отбирают 5% прутков или труб.
3.5. При получении неудовлетворительных результатов испытаний хотя бы по одному из показателей по нему проводят повторное испытание на удвоенной выборке, взятой из той же партии, и результаты повторных испытаний распространяют на всю партию.
Сфера применения
Бронза легко плавится и с равномерностью заполняет форму для слитка. Получаются слитки круглой и плоской конфигурации. Далее их подвергают ковке, прокатке, прессованию. Широк сортамент бронзового проката:
- лента и проволока;
- трубы;
- втулки;
- прутки.
Свойства и применение бронз
Классификация бронзы помогает определить, какие изделия для какой отрасли нужно изготовить.
Используют бронзовые сплавы в машиностроительной и судостроительной отрасли, авиационной технике и при изготовлении ракет.
Виды бронзы
Устойчивость к механическим и динамическим нагрузкам и высокая стойкость к коррозии, позволяет применять детали из бронзы в механизмах машин и приборов в подвижных узлах, подверженных усиленному трению. Из безоловянных бронз с содержанием алюминия производят изделия для приборов, используемых в химической отрасли, а также регулирующей и запорной арматуры в системах отопления и трубопроводах.
Бронзовый сплав устойчив к механическим повреждениям и неблагоприятным внешним метеоусловиям, поэтому его применяют для отливки скульптур, статуй и барельефов. Бронза обладает хорошими текучими свойствами, аккуратно и точно заполняет формы для заливки, поэтому из неё получаются изделия сложных конфигураций (художественное литьё – люстры, торшеры, статуэтки, картины-миниатюры и др.).
Великолепно смотрятся бронзовые балюстрады, декоративные элементы лестниц и карнизов. Предметы интерьера – подсвечники, вешалки, рамы для зеркал и картин. Бронзовые детали мебели придают некоторую винтажность и роскошь помещению.
Расшифровка маркировки бронзовых сплавов
В маркировочном коде каждой марки бронзы с помощью букв и цифр зашифрована информация, которая характеризует тип сплава, обозначения легирующих компонентов и примесей по нисходящей. Буквы указывают на вид легирующего компонента, а цифры — на его усредненное содержание в процентах.
Например, марка БрОЦС4-4-2,5 — это бронза (Бр), легированная оловом (О), цинком (Ц) и свинцом (С). Олова и цинка в сплаве по 4%, свинца 2,5%. Соответственно процентное содержание меди в данном сплаве будет составлять 100 — (4 + 4 + 2,5)= 89,5%.
У деформируемых бронз сначала идет подряд буквенное обозначение, а потом проставляются цифры, к примеру, как у сплава БрОФ2-0,25. У литейных марок после обозначения каждого легирующего элемента проставляется его объем в процентах. Примером может служить литейный сплав БрА10Ж3Мц2, где:
- Бр — это бронза;
- А10 — 10% алюминия;
- Ж3 — 3% железа;
- Мц2 — 2% марганца.
Удельный вес различных металлов
После определения самого понятия удельного веса данного материала, можно перейти к некоторым показателям, которые уже впоследствии смогут оказать помощь в осуществлении работы с металлами. Конечно же, ни для кого не секрет, что у каждого металла, а также каждого сплава, имеются свои, отличные от других, показатели данной величины. Для того чтобы не запутаться во всех имеющихся данных о различных сплавах и металлах, ниже будут отдельно рассматриваться металлы и сплавы.
Удельный вес металлов
Для начала следует рассмотреть металлы, не содержащие примесей и имеющие своё химическое обозначение в периодической таблице.
Металлы делятся на чёрные и цветные. Самым типичным чёрным «представителем» считается железо. Его удельный вес будет указан в таблице ниже. Также в таблице будут приведены показатели удельного веса таких чёрных металлов, как хром, молибден, вольфрам, марганец, никель, титан.
Остальные материалы, которые присутствуют в таблице, но не были названы в перечне металлов выше, являются цветными. Все цветные металлы, которые будут указаны ниже, могут быть разделены на три группы:
- лёгкие: алюминий, магний;
- благородные металлы, также называемые драгоценными: полублагородная медь, серебро, золото, платина;
- металлы легкоплавкие: олово, цинк, свинец.
Наименование металла | Удельный вес, кг/куб.м |
Алюминий | 2698 |
Цинк | 7130 |
Олово | 7290 |
Свинец | 11337 |
Вольфрам | 19300 |
Молибден | 10220 |
Железо | 7850 |
Платина | 21450 |
Золото | 19320 |
Серебро | 1050 |
Тантал | 16650 |
Ванадий | 6110 |
Никель | 8910 |
Магний | 1740 |
Медь | 8960 |
Титан | 4505 |
Хром | 7190 |
Удельный вес металлических сплавов
Конечно, удельный вес металлов — информация крайне полезная, и этого вполне бы хватило для чисто ознакомительного чтения данной статьи. Но следует помнить, что металлы в чистом виде довольно редко используются в строительстве и других областях. Обычно их заменяют различные сплавы, которые можно разделить на две группы: лёгкие и тяжёлые. В силу своих выдающихся высокотемпературных механических свойств, серьёзных показателей прочности, сплавы давно уже прочно заняли своё место на различных производствах и различных промышленных областях. Чаще всего основой лёгких сплавов являются титан, бериллий, алюминий и магний. Но следует упомянуть тот факт, что сплавы, которые были созданы на основе двух последних металлических элементов, не могут быть использованы в рабочих условиях, где предусмотрены высокие температурные показатели.
Основой для тяжёлых сплавов служат следующие элементы: олово, свинец, цинк, медь. Чаще всего в промышленности используются такие тяжёлые сплавы, как латунь и бронза. Они довольно часто применяются на различных производствах, благодаря своим отменным механическим свойствам. Из данных сплавов изготавливают санитарно-техническую арматуру, а также детали, которые используются в архитектуре.
Ниже представлена таблица, содержащая данные об удельном весе некоторых сплавов:
Металлические сплавы | Плотность сплавов, кг/куб.м |
Алюминиевая бронза | 7700 — 8700 |
Бронза бериллиевая | 8100 — 8250 |
Латунь | 8470 |
Бронзы обычные | 7400 — 8900 |
Нержавеющая сталь | 7480 — 8000 |
Углеродистая сталь | 7850 |
Чугуны | 6800 — 7800 |
Мельхиор | 8940 |
Нейзильбер | 8400 — 8900 |
Все представленные в таблице выше сплавы являются одними из самых востребованных в самых различных промышленных областях и используются для изготовления самых разных предметов, использующихся людьми в быту.
Круг бронзовый (пруток): ГOCT 1628-78, ГOCT 6511-60, ГOCT 10025-78
Высокие антикоррозионные свойства и устойчивость к механическим воздействиям — основные факторы, влияющие на востребованность бронзового прутка. Его используют для изготовления расходных деталей машин и механизмов, работающих на трение: антифрикционные элементы, втулки, вкладыши подшипников, венцы червячных шестерен и др.
Классификация бронзового прутка:
- по материалу изготовления: из сплавов, не содержащих олово (ГOCT 1628-78), из оловянно-цинковых сплавов (ГOCT 6511-60), из оловянно-фосфористых сплавов (ГOCT 10025-78).
- по способу производства: катаные (Г), холоднодеформированные (Д), прессованные (П).
- по форме: круглые, шестигранные, квадратные.
Наибольшим спросом пользуется круг, выпускаемый согласно техническим условиям ГOCT 1628-78 из безоловянных марок бронзы БрАМц9-2 , БрАЖ9-4 , БрАЖН10-4-4, БрАШМц10-3-1,5 , БрКМц3-1.
Согласно требованиям ГОСТ 1628-78, бронзовые прутки подразделяются по точности изготовления на прутки:
- повышенной точности (П);
- высокой точности (В);
- нормальной точности (Н).
Размерный ряд устанавливается по номинальному диаметру: у прутка с круглым сечением он совпадает с диаметром окружности, для шестигранника и квадрата — это диаметр вписанной окружности (расстояние между противоположными/параллельными гранями). Минимальный диаметр — 5 мм, максимальный — 160 мм, причем стандартом установлен следующий шаг сортамента: 0,5 мм, 1 мм, 5 мм и 10 мм.
Немерная длина прутка устанавливается в пределах от 0,5 до 4 метров (в зависимости от номинального диаметра), причем тянутый пруток диаметром менее 14 мм может поставляться в бухтах.
Теоретический вес рассчитан для бронзы марки БрАМц9-2 плотностью 7,6 г/см³>
Номинальный диаметр, мм | Вес 1 м/пог. в кг для бронзы БрАМц9-2 | Номинальный диаметр, мм | Вес 1 м/пог. в кг для бронзы БрАМц9-2 | ||||
Круг | Квадрат | Шестигранник | Круг | Квадрат | Шестигранник | ||
5,0 | 0,149 | 0,198 | 0,165 | 30 | 5,37 | 6,84 | 5,92 |
5,5 | 0,18 | 0,23 | 0,199 | 40 | 9,55 | — | — |
6,0 | 0,215 | 0,274 | 0,237 | 50 | 14,92 | — | — |
6,5 | 0,252 | 0,321 | 0,278 | 60 | 21,49 | — | — |
7,0 | 0,298 | 0,372 | 0,322 | 70 | 29,25 | — | — |
7,5 | 0,33 | — | — | 75 | 33,3 | — | — |
8,0 | 0,382 | 0,486 | 0,421 | 80 | 38,2 | — | — |
8,5 | 0,43 | — | — | 85 | 43,13 | — | — |
9,0 | 0,483 | — | — | 90 | 48,35 | — | — |
9,5 | 0,539 | — | — | 95 | 53,87 | — | — |
10 | 0,597 | 0,76 | 0,658 | 100 | 59,69 | — | — |
11 | 0,72 | 0,92 | 0,796 | 110 | 72,23 | — | — |
12 | 0,86 | 1,094 | 0,948 | 120 | 85,95 | — | — |
13 | 1,01 | — | — | 130 | 100,88 | — | — |
15 | 1,34 | — | — | 140 | 116,99 | — | — |
20 | 2,39 | 3,04 | 2,633 | 150 | 134,3 | — | — |
25 | 3,73 | 4,75 | 4,114 | 160 | 152,81 | — | — |
Сферы применения и правила маркировки
Разнообразие сфер объясняется ее уникальными свойствами. Современный ассортимент ее марок позволяет оптимально подбирать их для решения тех или иных технологических задач.
Из бронзовых сплавов различных марок производят элементы зубчатых, винтовых и червячных соединений, детали, подвергаемые в процессе эксплуатации значительному трению, электротехнические и сантехнические изделия, различные мембраны, пружины, соединительные элементы. Кроме того, из бронзы делают корпусные детали различного оборудования, ее используют в судо- и автомобилестроении и даже в аэрокосмической промышленности. Издавна из бронзы изготавливали интерьерные композиции, скульптуры, сейчас ее применяют также при производстве мебельной фурнитуры, сантехники и различных декоративных предметов.
Только очень опытные специалисты способны даже по фото бронзового изделия определить, из какой марки сплава оно изготовлено. А решить такую задачу непрофессионалам помогает маркировка, состоящая из буквенно-цифрового обозначения. В нем всегда присутствуют буквы «Бр», которые и свидетельствует о том, что перед вами именно бронза. Кроме того, в маркировке есть и другие буквы, каждая из которых обозначает химический элемент, который входит в состав бронзового сплава. При этом процентное содержание меди в маркировке не указывается, его можно определить, если отнять от 100% (весь объем бронзы) суммарное количество остальных элементов.
Маркировка бронзового сплава, кроме подробностей его химического состава, позволяет определить и основные свойства, которыми он обладает. К таким свойствам, в частности, относятся плотность материала, а также его удельный вес. Данная информация имеет чисто практическое значение. Зная удельный вес, которым обладает определенный бронзовый сплав, можно без особого труда рассчитать точный вес предмета, который из него изготовлен.
Стремительное развитие металлургии требует от нас изучения характеристик разных металлов и их сплавов, и в этой статье будут подробно рассмотрены свойства бронзы и ее применение. Кроме того, скажем пару слов об ее видах и, конечно же, особенностях каждого из них.
От чего зависит категория металлолома
Помимо основного деления лома на цветной и черный, существуют еще и дополнительные, более узкие критерии. Можно выделить несколько основных из них, от которых зависит отнесение лома к определенной категории при приеме чермета и цветмета.
1. Вид основного металла. За основу деления на виды лома берется содержание преобладающего металла. Среди видов лома черных металлов принято выделять:
- Железный лом. К данной категории черного лома могут быть отнесены как габаритный, так и негабаритный, а также стружка и мелкие отходы.
- Чугунный, например, в виде стружки или литья, а также бытовых предметов: чугунные ванны, батареи, канализационные трубы и т.д.
- Нержавейка. Это сплав, в котором присутствуют и железо, и цветные металлы. Особенность нержавеющей стали в том, что она может считаться как видом черного лома, так и к цветного. Нержавейку обычно сдают в виде труб, листов, стружки, деталей промышленных станков, автомобилей, приборов.
К цветным металлам относятся:
- свинец: пластины, аккумуляторы;
- медь: посуда, кабели, электродвигатели, многожильные тросы;
- магний: детали самолетов;
- алюминиевый лом: провода, стружка, алюминиевые банки, запчасти автомобилей;
- медно-латунные радиаторы (о том, как отличить медь от латуни, читайте в нашем блоге);
- стружка цветных металлов;
- олово, бронза и многие другие.
В отдельную группу определяют драгоценные металлы: серебро, золото, платину.
2. Химический состав стали.
В зависимости от ее состава выделяют следующие категории этого лома:
- Углеродистый. К такой марке лома относят сталь с содержанием углерода практически без примесей. Присутствие углерода делает материал твердым и прочным, уменьшая его пластичность и вязкость. При увеличении процента примесей получается уже легирующие металлы.
- Легирующий. Эти марки металлолома имеют примеси в составе, которые изменяют свойства стали. Например, чтобы повысить пластичность стали и ее коррозионную стойкость добавляют цветной металл никель. Для придания стали прочности и плотности добавляют также разновидность цветмета — титан.
3. Физическое состояние:
- стружка;
- кусковые отходы;
- паста.
4. Сфера применения:
- бытовой лом, например, бытовые приборы, которые вышли из строя;
- военный, то есть военная техника и оборудование, которые непригодны для дальнейшего использования;
- амортизационный, который включает в себя детали автомобилей, металлических строительных конструкций, железных дорог.
Производство и рынок
Основная статья: Алюминиевая промышленность
Достоверных сведений о получении алюминия до XIX века нет. Встречающееся иногда со ссылкой на «Естественную историю» Плиния утверждение, что алюминий был известен при императоре Тиберии, основано на неверном толковании источника.
В 1825 году датский физик Ганс Христиан Эрстед получил несколько миллиграммов металлического алюминия, а в 1827 году Фридрих Вёлер смог выделить крупинки алюминия, которые, однако, на воздухе немедленно покрывались тончайшей плёнкой оксида алюминия.
До конца XIX века алюминий в промышленных масштабах не производился.
Только в 1854 году Анри Сент-Клер Девиль (его исследования финансировал Наполеон III, рассчитывая, что алюминий пригодится его армии) изобрёл первый способ промышленного производства алюминия, основанный на вытеснении алюминия металлическим натрием из двойного хлорида натрия и алюминия NaCl·AlCl3. В 1855 году был получен первый слиток металла массой 6—8 кг. За 36 лет применения, с 1855 по 1890 год, способом Сент-Клер Девиля было получено 200 тонн металлического алюминия. В 1856 году он же получил алюминий электролизом расплава хлорида натрия-алюминия.
В 1885 году был построен завод по производству алюминия в немецком городе Гмелингеме, работающий по технологии, предложенной Николаем Бекетовым. Технология Бекетова мало чем отличалась от способа Девиля, но была проще и заключалась во взаимодействии между криолитом (Na3AlF6) и магнием. За пять лет на этом заводе было получено около 58 т алюминия — более четверти всего мирового производства металла химическим путём в период с 1854 по 1890 год.
Метод, изобретённый почти одновременно Чарльзом Холлом в США и Полем Эру во Франции (1886 год) и основанный на получении алюминия электролизом глинозёма, растворённого в расплавленном криолите, положил начало современному способу производства алюминия. С тех пор, в связи с улучшением электротехники, производство алюминия совершенствовалось. Заметный вклад в развитие производства глинозёма внесли русские учёные К. И. Байер, Д. А. Пеняков, А. Н. Кузнецов, Е. И. Жуковский, А. А. Яковкин и др.
Первый алюминиевый завод в России был построен в 1932 году в городе Волхов. Металлургическая промышленность СССР в 1939 году производила 47,7 тыс. тонн алюминия, ещё 2,2 тыс. тонн импортировалось.
Вторая мировая война значительно стимулировала производство алюминия. Так, в 1939 году общемировое его производство, без учёта СССР, составляло 620 тыс. т, но уже к 1943 году выросло до 1,9 млн т.
К 1956 году в мире производилось 3,4 млн т первичного алюминия, в 1965 году — 5,4 млн т, в 1980 году — 16,1 млн т, в 1990 году — 18 млн т.
В 2007 году в мире было произведено 38 млн т первичного алюминия, а в 2008 — 39,7 млн т. Лидерами производства являлись:
- КНР (в 2007 году произвёл 12,60 млн т, а в 2008 — 13,50 млн т)
- Россия (3,96/4,20)
- Канада (3,09/3,10)
- США (2,55/2,64)
- Австралия (1,96/1,96)
- Бразилия (1,66/1,66)
- Индия (1,22/1,30)
- Норвегия (1,30/1,10)
- ОАЭ (0,89/0,92)
- Бахрейн (0,87/0,87)
- ЮАР (0,90/0,85)
- Исландия (0,40/0,79)
- Германия (0,55/0,59)
- Венесуэла (0,61/0,55)
- Мозамбик (0,56/0,55)
- Таджикистан (0,42/0,42)
В 2021 году было произведено 59 млн тонн алюминия
См. также: Список стран по выплавке алюминия
На мировом рынке запас составляет 2,224 млн т., а среднесуточное производство — 128,6 тыс. т. (2013.7).
В России монополистом по производству алюминия является , на которую приходится около 13 % мирового рынка алюминия и 16 % глинозёма.
Мировые запасы бокситов практически безграничны, то есть несоизмеримы с динамикой спроса. Существующие мощности могут производить до 44,3 млн т первичного алюминия в год. Следует также учитывать, что в будущем некоторые из применений алюминия могут быть переориентированы на использование, например, композитных материалов.
Цены на алюминий (на торгах международных сырьевых бирж) с 2007 по 2015 годы составляли в среднем 1253—3291 долларов США за тонну.
Получение
Бронзу получают путем сплавления меди с разными металлами для повышения определенных характеристик. Для этого используют индукционные печи и тигельные горны, пригодные для плавки любых медных сплавов. Плавку обычно проводят под слоем древесного угля или флюса. Для плавки могут использовать как свежую руду, которая еще не подвергалась обработке, так и вторичные отходы. Последние обычно добавляют к свежей медь в процессе сплавления.
При использовании только свежей руды соблюдают следующий порядок: в разогретую предварительно печь складывают уголь или флюс, загружают медь и прогревают до ее расплавления — 1150Со — 1170Со. Затем металл окисляют добавлением фосфористой меди, иногда ее вводят в несколько приемов — 50% сразу, 50% — в ковше. После раскисления вводят дополнительные добавки, прогретые до 100Со — 120Со.
Если дополнительные металлы тугоплавкие, то их сперва полностью растворяют в жидкой меди, а затем прогревают до определенной температуры. Вытащив сплав из печи, его раскисляют вводом 50% фосфористой меди, чтобы избавиться от окислов.
Если используют вторичные металлы или отходы, то сперва чистую медь расплавляют, раскисляют фосфористой медью и добавляют вторичные металлы. После расплавления последний в жидкую медь вводят добавки и дожидаются их расплавления. После нагревания до определенной температуры сплав раскисляют фосфористой медью, засыпают просушенным флюсом или прокаленным древесным углем. Смесь нагревают и оставляют на 20-30 минут, временами перемешивая. Когда время закончится, с поверхности удаляют выступивший шлак и разливают по формам.
Свойства бронзы
Главные компоненты в составе сплава определяют его свойства, но, и без их воздействия, основными считаются следующие:
- высокий антикоррозийный фактор;
- плавление при температуре 950 градусов по Цельсию;
- отличная свариваемость;
- значение плотности 7500-8700 кг/м3;
- стойкость к солёной воде и кислотам.
Если же рассматривать качества, которые добавляют металлу легирующие компоненты, то они будут такими:
- упругость, отсутствие магнитности, отсутствие искр при ударе (кремниевая бронза);
- жаропрочность, хорошая пружинистость, устойчивость к отрицательным температурам (бериллиевая бронза);
- большая сопротивляемость ударным и термическим нагрузкам, коэффициент трения очень низкий (свинцовая бронза);
- хорошая плотность, малый удельный вес, устойчивость к химически активным веществам, хорошее сопротивление воздействию атмосферных явлений (алюминиевая бронза);
- все качества, описанные выше и большая востребованность (оловянная бронза).
Сферы применения и правила маркировки
Разнообразие сфер объясняется ее уникальными свойствами. Современный ассортимент ее марок позволяет оптимально подбирать их для решения тех или иных технологических задач.
Из бронзовых сплавов различных марок производят элементы зубчатых, винтовых и червячных соединений, детали, подвергаемые в процессе эксплуатации значительному трению, электротехнические и сантехнические изделия, различные мембраны, пружины, соединительные элементы. Кроме того, из бронзы делают корпусные детали различного оборудования, ее используют в судо- и автомобилестроении и даже в аэрокосмической промышленности. Издавна из бронзы изготавливали интерьерные композиции, скульптуры, сейчас ее применяют также при производстве мебельной фурнитуры, сантехники и различных декоративных предметов.
Только очень опытные специалисты способны даже по фото бронзового изделия определить, из какой марки сплава оно изготовлено. А решить такую задачу непрофессионалам помогает маркировка, состоящая из буквенно-цифрового обозначения. В нем всегда присутствуют буквы «Бр», которые и свидетельствует о том, что перед вами именно бронза. Кроме того, в маркировке есть и другие буквы, каждая из которых обозначает химический элемент, который входит в состав бронзового сплава. При этом процентное содержание меди в маркировке не указывается, его можно определить, если отнять от 100% (весь объем бронзы) суммарное количество остальных элементов.
Маркировка бронзового сплава, кроме подробностей его химического состава, позволяет определить и основные свойства, которыми он обладает. К таким свойствам, в частности, относятся плотность материала, а также его удельный вес. Данная информация имеет чисто практическое значение. Зная удельный вес, которым обладает определенный бронзовый сплав, можно без особого труда рассчитать точный вес предмета, который из него изготовлен.
Применение бронзы
Я знаю, область применения заинтересовавшего меня металла очень велика, но хотелось конкретики: Где? Для чего? Как?
Свойства сплава являются определяющим фактором для применения. Они, как было написано выше, зависят от легирующего элемента в его составе. Иногда его называют присадкой.
Если таким элементом является свинец, то бронзу называют свинцовой. Её применяют для изготовления подшипников, антифрикционных деталей и сальников.
Сплав, в котором роль присадки играет бериллий, называется бериллиевая бронза. Из неё делают датчики нагрузки, различные пружины, детали, которые сохраняют форму при многократных деформациях. Также, благодаря высокой электропроводимости, её используют в низкоточных контактах.
Кремниевая бронза используется для создания проволоки, гаек, винтов, болтов, стяжек, крепёжных деталей.
Из алюминиевой бронзы изготавливают гребные винты для кораблей, детали для самолётных шасси, бижутерию, монеты, мелкие элементы машиностроения.
Из оловянной бронзы можно делать паровую и водяную арматуру, детали, работающие в едких средах (хлористые соли, кислоты, растворы щёлочи и других), втулки, шестерни, золотники.
Я не пожалел ни времени, ни сил, которые потратил на “знакомство” с бронзой, ведь я не только расширил свой кругозор, но и узнал ответы на давно интересовавшие меня вопросы!
Какими свойствами обладает латунь?
Температура плавления соединения варьируется от 880 до 950 градусов. Начальная точка плавления зависит от процентного соотношения меди цинка. Чем последнего больше тем соответственно температура плавления ниже. Кроме того он превосходно поддается как механической обработке так и кузнечной ковке. Так же он достаточно хорошо противодействует коррозийным процессам. Благодаря высокой степени пластичности при низких температурах, латунь является хорошим конструкционным материалом.
Наравне с положительными качествами у нее имеются и недостатки:
- Боится морской воды.
- Разрушается под воздействием углекислотных растворов и органических кислот.
- При взаимодействии с воздухом темнеет, поэтому требует дополнительной обработки лаком.
В зависимости от предназначения латунного сплава, он делится на три вида, которые кроме общих свойств имеют и свои собственные:
Деформируемые металлы (Томпак). В такой металле количество цинка не превышает 10 процентов. Данный сплав отличается пластичностью высоким антикоррозийным показателем и низкой силой трения. Томпак легко сваривается с железом.
Литейная латунь. Такое название получила благодаря низкой температуре плавления, что позволяет заливать ее в специальные формы. Содержание цинка колеблется в пределах 50 — 80 процентов. Такой уникальный сплав не подвержен изменению поверхности из-за трения и имеет высокие прочностные характеристики.
Автоматный цветной металл. В такой металл в качестве легирующего компонента обязательно добавляется свинец
Сплав хорошо переносит механическую обработку и при этом стружка отходит небольшими частицами, благодаря чему увеличивается скорость обработки и уменьшается износ резцов, что очень важно при больших объемах работ.
Для придания особых свойств в латунь добавляются легирующие компоненты, каждый из которых изменяет структуру состава и усиливает его определенные качества:
- Алюминий. На поверхности изделия создается оксидная пленка снижающая «летучесть» сплава.
- Магний. Применяется в совокупности с алюминием и железом, для придания повышенных прочностных характеристик и антикоррозийных свойств.
- Никель. Не дает развиваться окислительным процессам.
- Свинец. Улучшает ковкость и пластичность сплаву, делает пригодным для механической обработки.
- Кремний. Улучшает прочность сплава.
- Олово. Благодаря олову латунь можно использовать в морской воде.
Удельный и объемный вес стали. Таблица веса 1м2 стали различных марок
Сталь – деформируемый сплав малого количества углерода (до 2%) с железом и другими элементами. Это один из самых распространённых материалов, применяемый в почти во всех отраслях промышленности. Классифицируются по маркам стали, которые различаются по структуре, различным механическим и различным физическим свойствам, а также по химическому составу.
Ниже приведена таблица веса 1м2 стали, наиболее распространённых марок в г/см3:Вес стали популярных типов: легированной, углеродистой, штамповой, рессорно-пружинная и других
Тип стали | Марка | Удельный вес (г/см3) |
криогенная нержавеющая конструкционная | 12Х18Н10Т | 7,9 |
жаропрочная нержавеющая коррозионно-стойкая | 08Х18Н10Т | 7,9 |
низколегированная конструкционная | 09Г2С | 7,85 |
качественная конструкционная углеродистая | 10,20,30,40 | 7,85 |
углеродистая конструкционная | Ст3сп, Ст3пс | 7,87 |
штамповая инструментальная | Х12МФ | 7,7 |
рессорно-пружинная конструкционная | 65Г | 7,85 |
штамповая инструментальная | 5ХНМ | 7,8 |
легированная конструкционная | 30ХГСА | 7,85 |
сталь высоко-углеродистая | 70 (ВС и ОВС) | 7,85 |
сталь среднеуглеродистая | 45 | 7,85 |
сталь мало-углеродистая | 10 и 10А; 20 и 20А | 7,85 |
сталь мало-углеродистая электро-техническая (Армко) | А и Э; ЭА; ЭАА | 7,8 |
сталь хромистая | 15ХА | 7,74 |
сталь хромоалюминиевомолибденовая азотируемая | 38ХМЮА | 7,65 |
сталь хромомарганцовокремнистая | 25ХГСА | 7,85 |
сталь хромованадиевая | 30ХГСА; 20ХН3А | 7,85 |
Так как существует огромное количество марок стали (около 1500), мы представили только удельный вес стали наиболее распространённых марок. Более подробную информацю про вес 1 м2 стали можно найти в других статьях на нашем сайте.
Исходя из характеристик стали, можно выделить такие основные – плотность, коэффициент линейного расширения, модули упругости и сдвига. По химическому составу различают легированные и углеродистые.
В последнюю, на ряду с углеродом и добавлением железа, также добавляют марганец (0,1 – 1,0%) и кремний (до 0,4%).
Рассчитываться удельный вес стали по следующей формуле: y=P/V, где P – вес однородного тела, V – объём соединения. Получаемый параметр постоянный и работает только тогда, когда сталь имеет абсолютно плотное состояние и непористую структуру.
По справочнику физических свойств и материалов установлено, что вес стали 1м2 идентичен плотности стали, что равняется 7,85 г/см3. Изменяется этот параметр так:
Обработка стали/Добавление примесей | Изменения по сравнению с стандартом 7,85 г/см3 |
углерод | удельный вес уменьшается |
хром, алюминий, марганец | удельный вес уменьшается |
кобальт, вольфрам, медь | удельный вес увеличивается |
деформации волочением | удельный вес увеличивается, но не более 2-3% |
Классификация
Чаще всего их делят на категории по трем критериям – химическому составу, способу обработки и структуре.
По химическому составу, в зависимости от наличия олова:
- Оловянные;
- Безоловянные.
Вторые, в свою очередь, бывают:
- Алюминиевые;
- Кремнистые;
- Марганцовистые.
Также существуют марки бериллиевой бронзы, свинцовистой и другие. Это зависит от присутствия легирующих элементов.
По технологическим свойствам (способу обработки):
- Обрабатываемые давлением (деформируемые);
- Литейные.
По структуре:
- Однофазные – состоят из кристаллов твердого раствора одного вида;
- Двухфазные – присутствуют кристаллы двух разных фаз.